高速公路拓宽路基差异沉降研究

发布时间：2017-07-31 21:07

  本文关键词：高速公路拓宽路基差异沉降研究

  更多相关文章： 高速公路拓宽工程 路基差异沉降 理论分析 数值模型 影响因素 控制措施

【摘要】：高速公路拓宽工程不仅可以缓解交通压力,还可以节约投资。但是随着高速公路拓宽工程的发展,路基失稳和路面裂缝等问题日益暴露出来。究其原因,主要是在进行新老路基拼接时由于设计和施工不当造成新老路基出现过大的差异沉降。论文针对新旧路基不均匀沉降,结合杭金衢高速公路拓宽工程,运用理论分析法、数值模拟法分析了新旧路基差异沉降的影响因素和控制措施。在对国内外高速公路拓宽工程中新旧路基差异沉降影响因素和控制措施研究的基础上,对公路拓宽存在的问题进行了初步分析。运用理论分析法推算出拓宽路基对新老地基施加的附加应力计算公式,并计算了新老地基内的附加应力,从而找出新老地基内附加应力的分布规律,为研究新老路基的差异沉降作铺垫。运用ANSYS有限元软件建立了新旧路基的数值模型,分析了单侧拓宽和双侧对称拓宽下拓宽宽度、高度和拓宽路基填料重度对新老路基差异沉降的影响。结果表明新旧路基差异沉降随着拓宽宽度、高度和拓宽路基填料重度的增大而增大。运用ANSYS有限元软件建立车辆荷载模型,分析静态车辆荷载和动态车辆荷载对新老路基差异沉降的影响。由模拟结果可知:动态车辆荷载对新旧路基差异沉降的影响大于静态车辆荷载;动态车辆荷载中的车速对新旧路基差异沉降的影响较小,车流量和车重对新旧路基差异沉降影响较大,新旧路基差异沉降随着车流量和车重的增加而增大。结合杭金衢高速公路拓宽工程,提出开挖台阶、土工格室和挡土墙三种路基加固措施,用ANSYS有限元软件分析了这三种措施对本项目的适用性。结果表明土工格室降低新旧路基差异沉降的效果不明显,开挖台阶和挡土墙共同作用能有效的降低新旧路基差异沉降。并给出了该项目施工过程应注意的事项,以便为施工提供指导。
【关键词】：高速公路拓宽工程 路基差异沉降 理论分析 数值模型 影响因素 控制措施
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U416.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 绪论9-16
• 1.1 课题研究的目的及意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-14
• 1.2.1 差异沉降影响因素研究10-11
• 1.2.2 差异沉降处治方法研究11-14
• 1.3 论文研究内容及技术路线14-16
• 第二章 高速公路拓宽工程中新老路基差异沉降理论研究16-26
• 2.1 沉降理论分析16-17
• 2.2 公路拓宽工程中的地基应力理论计算17-21
• 2.2.1 一般地基土应力理论计算17-18
• 2.2.2 拓宽路基引起的附加应力计算18-21
• 2.3 实例分析与评价21-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第三章 新旧路基差异沉降数值模拟研究26-58
• 3.1 土体本构模型简述26-27
• 3.2 ANSYS简介及有限元模型的选取27-28
• 3.2.1 ANSYS有限元软件介绍27
• 3.2.2 有限元计算模型选取27-28
• 3.3 拓宽路基宽度对新旧路基差异沉降的影响28-37
• 3.3.1 单侧拓宽28-33
• 3.3.2 双侧拓宽33-37
• 3.4 路基高度对新旧路基差异沉降的影响37-44
• 3.4.1 单侧拓宽38-41
• 3.4.2 双侧拓宽41-44
• 3.5 拓宽路基重度对新旧路基差异沉降的影响44-47
• 3.6 车辆荷载对新旧路基差异沉降的影响47-57
• 3.6.1 行车荷载对路基的作用47-48
• 3.6.2 车辆荷载的研究现状分析48-51
• 3.6.3 数值模拟51-55
• 3.6.4 车速对新旧路基差异沉降的影响55
• 3.6.5 车流量对路基差异沉降影响的研究55-56
• 3.6.6 车重对路基差异沉降影响的研究56-57
• 3.7 本章小结57-58
• 第四章 依托工程差异沉降处理措施58-70
• 4.1 依托工程简介58-59
• 4.1.1 原道路概况58-59
• 4.1.2 沿线自然条件59
• 4.1.3 新建概况59
• 4.2 沉降数值模拟59-61
• 4.3 处理措施数值模拟61-69
• 4.3.1 挖台阶62-63
• 4.3.2 土工格室63-66
• 4.3.3 挡土墙66-67
• 4.3.4 挡土墙与挖台阶组合67-69
• 4.4 本章小结69-70
• 第五章 拓宽路基施工技术要点70-75
• 5.1 路基基底处理、填料及压实度70-72
• 5.1.1 路基基底与挡墙基础处理70
• 5.1.2 路基填料70-71
• 5.1.3 挡土墙填料71
• 5.1.4 压实度71-72
• 5.2 路基路面排水系统设计72-73
• 5.2.1 排水设计原则72-73
• 5.3 路基施工注意事项73-74
• 5.4 本章小结74-75
• 结论75-77
• 主要研究结论75-76
• 展望76-77
• 参考文献77-80
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果80-81
• 致谢81

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